入口弁
ページ内容
このエディションでは、吸気バルブと排気バルブについて説明しますが、詳細に入る前に、理解を深めるためにこれらの要素を文脈に合わせて説明します。 エンジンには、吸気ガスと排気ガスを分配し、それらを制御し、マニホールドを介して吸気マニホールド、燃焼室、排気マニホールドに移動させる手段が必要です。 これは、ディストリビューションと呼ばれるシステムを形成する一連のメカニズムによって実現されます。
内燃エンジンは燃料と空気の混合気を必要とし、燃焼するとエンジンのメカニズムを駆動します。 マニホールドでは、空気がろ過されて吸気マニホールドに送られ、そこで燃料混合物がキャブレターや噴射などのシステムを介して計量されます。
完成した混合物は燃焼室に入り、そこでこのガスが燃焼し、熱エネルギーを機械エネルギーに変換します。 プロセスが完了した後、燃焼生成物がチャンバーから出て、サイクルが繰り返されるようにする必要があります。 このプロセスを開発するために、エンジンは各シリンダー内のガスの吸気と排気を制御する必要があります。これは、適切なタイミングでチャネルを開閉する役割を担う吸気バルブと排気バルブで実現されます。
エンジンサイクル
XNUMX ストローク エンジンの動作は、次の XNUMX つの段階で構成されます。
INPUT
このとき、吸気バルブが開いて外気を取り入れ、ピストンが下がり、コネクティングロッドとクランクシャフトを動かします。
圧縮
この段階では、吸気バルブと排気バルブは閉じています。 クランクシャフトが回転すると、コネクティングロッドとピストンが上昇し、これにより吸気段に噴射された空気が数倍に圧力を高め、圧縮行程の終わりに燃料と高圧空気が噴射されます。
パワー
パワーストロークでは、圧縮された空気と燃料の混合物がスパークプラグによって点火されると、ピストンが下降し始め、燃焼室内で爆発を引き起こします。
リリース
最後に、この段階で、クランクシャフトが右に回転し、コネクティングロッドが移動して、排気バルブが開いている間にピストンが上に戻り、燃焼ガスがそこから逃げることができます。
インレットバルブとエキゾーストバルブとは？
入口弁と出口弁は、液体または気体の流れを制御する機能を持つ要素です。 XNUMX ストローク エンジンの吸気と排気に使用されるものは、通常、シート バルブです。
これらの弁の役割は何ですか? バルブはエンジンの精密部品であり、エンジンの動作において非常に重要な XNUMX つのタスクを実行します。
- フローのブロック セクション。
- ガス交換制御。
- 密閉されたシリンダー。
- 排気ガスの燃焼から吸収された熱の放散、バルブシートインサートとバルブガイドへの伝達。 800ºC までの温度では、各バルブは毎秒最大 70 回開閉し、エンジンの寿命全体で平均 300 億回の負荷変動に耐えます。
機能
入口弁
吸気バルブは、分配時間に応じて吸気マニホールドをシリンダーに接続する機能を果たします。 原則として、それらは200つの金属、クロムとシリコンの不純物を含む鋼のみでできており、熱と作業に対する優れた耐性を提供します。 シート、ステム、ヘッドなどの金属の特定の領域は、通常、摩耗を減らすために硬化されています。 このバルブの冷却は、燃料と空気の混合物との接触により発生し、通常、ステムとの接触により温度が大幅に低下し、動作温度は300〜XNUMX°Cに達します。
排気弁
排気バルブは非常に高温の排気ガスと常に接触しているため、吸気バルブよりも堅牢な設計にする必要があります。
バルブに蓄積された熱は、シートから 75% 放出されます。800 ºC の温度に達することは驚くべきことではありません。 独特の機能のため、このバルブは異なる材料で作る必要があり、そのヘッドとステムは通常、クロムとマグネシウムの合金鋼で作られています。これは、優れた耐酸化性と高温耐性を備えているためです。 ステムの上部は通常、シリコンクロムで作られています。 熱伝導率のために、ナトリウムで満たされた中空の底と棒が作られています。この材料には、熱を冷却ゾーンにすばやく伝達し、底の温度を100ºCに下げる機能があるためです。
バルブの種類
モノメタルバルブ
熱間押出またはスタンピングにより合理的に生産されます。
バイメタルバルブ
これにより、ステムとヘッドの両方で素材の完璧な組み合わせが可能になります。
中空バルブ
この技術は、一方では軽量化のために、他方では冷却のために使用されます。 ナトリウム（融点97,5℃）を封入し、液体ナトリウムの攪拌効果によりバルブヘッドからステムへ熱を伝え、80℃～150℃の温度低下を実現。
